Mengenal dan memahami prinsip dasar RTC, membuat simulasi jam digital dan memodelkan dalam perangkat keras, serta mencatat pada EEPROM

loading...

Mengenal dan memahami prinsip dasar RTC, membuat simulasi jam digital dan memodelkan dalam perangkat keras, serta mencatat pada EEPROM

EEPROM

EEPROM serial adalah inovasi teknologi non-voletile memory yang menarik. Berbeda pada umumnya chip memori yang biasa diakses secara paralel, memori jenis ini memiliki cara akses serial dengan suatu standar tersendiri. Ada dua standar yang umum digunakan yaitu I²C Bus dan MicrowireÓ.

Akses kesebuah alamat sel memory dilakukan secara serial, dan penulisan ataupun pembacaan data juga dilakukan secara serial. IC EEPROM serial yang digunakan produk ATMEL yaitu AT24C512 yang menyediakan 524,288 bit Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory (EEPROM) pengalamatan word 128 * 16 bit dengan cara akses menggunakan teknologi Microwire. Berikut ini adalah konfigurasi pin AT24C512.

                                           

Konfigurasi Pin AT24C512       

No	Nama Pin	Fungsi
1	A0	Address Input
2	A1	Address Input
3	NC	No Connection
4	GND	Ground
5	SDA	Serial Data
6	SCL	Serial Clock Input
7	WP	Write Protect
8	VCC	Supply Power

Fungsi Pin AT24C512

AT24C512 menyediakan 8 bit pengalamatan dengan kondisi start untuk operasi baca tulis ke atau dari chip melalui address bit A1 dan A0.

RTC

Real-time clock disingkat RTC adalah jam di komputer yang umumnya berupa sirkuit terpadu yang berfungsi sebagai pemelihara waktu. RTC umumnya memiliki catu daya terpisah dari catu daya komputer (umumnya berupa baterai litium) sehingga dapat tetap berfungsi ketika catu daya komputer terputus. Kebanyakan RTC menggunakan oskilator kristal.

RTC tipe DS1307 merupakan jenis pewaktu yang menggunakan komunikasi serial untuk operasi tulis baca, dengan spesifikasi berikut ini:

·         Real-time clock (RTC) meyimpan data-data detik, menit, jam, tanggal, bulan, hari dalam seminggu, dan tahun valid hingga 2100;

·         56-byte, battery-backed, RAM nonvolatile (NV) RAM untuk penyimpanan;

·         Antarmuka serial Two-wire (I2C)

·         Sinyal luaran gelombang-kotak terprogram (Programmable squarewave);

·         Deteksi otomatis kegagalan-daya (power-fail) dan rangkaian switch;

·         Konsumsi daya kurang dari 500nA menggunakn mode baterei cadangan dengan operasional osilator;

·         Tersedia fitur industri dengan ketahana suhu: -40°C hingga +85°C

·         Tersedia dalam kemasa 8-pin DIP atau SOI

Konfigurasi Pin DS1307

No	Nama Pin	Fungsi
1	X1	Oscillator Crystal
2	X2	32,768KHz
3	VBAT	Battery Input (+3V)
4	GND	Ground
5	SDA	Serial Data
6	SCL	Serial Clock Input
7	SQW/OUT	Square Wave/Output Driver
8	VCC	Supply Power

Tabel 11-2  Fungsi Pin DS1307

                        Blok diagram internal DS1307 adalah:  

Blok Diagram Circuit DS1307

• X1 dan X2 adalah pembangkit pulsa yang terhubung dengan quart krtstal 32,768Khz sebagai internal circuit oscillator yang didesain dengan C_L 12,5pF. X1 adalah osilator input yang terhubung langsung dengan kristal, sedang X2 adalah keluaran dari osilator kristal internal.
• Power Control merupakan catu daya yang mensuplay tegangan ke DS1307, Vcc adalah daya luar sebesar 5V dan V_BAT sebagai suplai input dengan 3V lithium Cell. Tegangan baterei harus berada diantara  batasan minimum dan maksimum pengoperasian. Baterei lithium 48mAh atau lebih dapat mempertahankan fungsi RTC selama 10 tahun.
• Serial Bus Interface And Address Register merupakan jalur data serial dan pengalamatan register DS1307 dengan akses pulsa melalui SCL dan SDA. SCL (Serial Clock) berfungsi sebagai clock input I²C dan digunakan untuk sinkronisasi data serial. SDA (Serial Data) berfungsi sebagai data input/output untuk I²C serial, baik SCL dan SDA masih memerlukan pull up eksternal.
• Control Logic merupakan pengendali data-data yang dibaca ataupun ditulis melalui SCL dan SDA dengan pewaktu dari osilator kristal.
• Buffer (7 bytes) adalah penyangga sementara sebelum data diterima atau dikirim, berkisar 7 bytes (7 x 8 bit) sebagai transit pengalamatan register 8 bit detik-menit-jam-hari-tanggal-bulan-tahun.
• Clock, Calender and Control Register atau CR berisi informasi clock dan kalender serta register pengendali untuk mengontrol pengoperasian SQW/OUT.

Clock and Calender merupakan register RTC dengan waktu dan kalender dengan akses pembacaan dan penulisan register byte dalam format BCD seperti yang diperlihatkan pada tabel berikut: 

Register RTC

Dari tabel terlihat bahwa RTC memiliki 8 register (R0 – R7 / detik – jam dan CR) dalam ruang address 00 – 07h. Bit 7 dari R0 adalah CH (Clock Halt) bit, ketika di set ‘1’ maka osilator disable dan ketika di clear ‘0’ maka osilator enable. DS1307 dapat dijalankan dengan 12jam atau 24jam, mode pemilih berada di Register Jam bit ke 6. Ketika ‘high’ berarti mode 12 jam dipilih dan bit ke 5 akan selalu ‘high’ selama PM.

Control Register adalah register untuk mengendalikan pin SQW 

Bit Control Register

Bit 7 = Control Out yaitu sebagai pengendali keluaran pin SQW/OUT ketika gelombang – square disable. Jka SQWE = 0, maka SQW =  1 jika OUT = 1, dan akan SQW = 0 jka OUT = 0.

Bit 4 = SQWE (Square Wave Enable). Ketika bit ini di set ‘1’ maka osilator output enable. Frekuensi yang dihasilkan tergantung dari nilai RS1 dan RS0.

Bit 1 dan 0 = bit pengendali frekuensi SQW out ketika enable, dan dapat dipilih melalui RS1 dsan RS0 dengan range frekuensi seperti pada tabel berikut:

 Pemilih RS Bit

Bentuk fisik dan rangkaian pengoperasian DS1307 adalah sebagai berikut: 

  (a) Bentuk fisik  (b) DS1307 Circuit

Skema rangkaian DS1307 di modul AVR adalah 

Contoh Aplikasi:

Sebelum memulai akses RTC lakukan settingan seperti berikut:

#include <bcd.h>

#define port_segmen PORTA //misalkan data segmen di PORT A

#define sel1 PORTC.1 //drive 1

#define sel2 PORTC.2 //drive 2

#define sel3 PORTC.3 //drive 3

#define sel4 PORTC.4 //drive 4

#define nol 0xc0

#define satu 0xf9

#define dua 0xa4

#define tiga 0xb0

#define empat 0x99

#define lima 0x92

#define enam 0x82

#define tujuh 0xf8

#define delapan 0x80

#define sembilan 0x90

// Inisialisasi scl dan sda di Port B

#asm

   .equ __i2c_port=0x18 ;PORTB

   .equ __sda_bit=1

   .equ __scl_bit=0

#endasm

#include <i2c.h>

#include <ds1307.h>

Untuk inisialisasi diatas dapat dilakukan menggunakan CodeWizzardAVR seperti berikut:

Pilih I2C → PORTB → SCL Bit=0, SDA Bit=1 → aktifkan DS1307 → centang kolom enable

Setting DS1307

Contoh scanning 7 segmen adalah:

char cnt_dsp=0;

char buff_scan=0;

bit flag_blink;

// Timer 0 overflow interrupt service routine

interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void)

{

if (++buff_scan == 255)

{

        buff_scan = 0;

        switch (cnt_dsp)

        {

                case 0:

                        sel4 = 1;

                        port_segmen = buff_dsp[0];

                        sel1 = 0;

                break;

                case 1:

                        sel1 = 1;

                        port_segmen = buff_dsp[1];

                        sel2 = 0;

                break;

                case 2:

                        sel2 = 1;

                        port_segmen = buff_dsp[2];

                        sel3 = 0;

                break;

                case 3:

                        sel3 = 1;

                        port_segmen = buff_dsp[3];

                        sel4 = 0;

                break;

                default:;

        }

        if (++cnt_dsp == 4)        cnt_dsp = 0;

   }

}

char bcd2seg(char c)

{

        switch (c)

        {

                case 0:

                        c = nol;

                break;

                case 1:

                        c = satu;

                break;

                case 2:

                        c = dua;

                break;

                case 3:

                        c = tiga;

                break;

                case 4:

                        c = empat;

                break;

                case 5:

                        c = lima;

                break;

                case 6:

                        c = enam;

                break;

                case 7:

                        c = tujuh;

                break;

                case 8:

                        c = delapan;

                break;

                case 9:

                        c = sembilan;

                break;

        }

        return c;

}

//switch case digunakan untuk melakukan seleksi dengan banyak kondisi, scanning dapat juga dilakukan langsung setelah proses pengambilan waktu dan kalender di DS1307

Contoh proses pengambilan waktu:

void get_time()

{

        char buff[4];

        rtc_get_time(&jam,&mnt,&dtk);

        jam = bin2bcd(jam);

        mnt = bin2bcd(mnt);

        buff[0] = mnt & 0xf;

        buff[1] = ((mnt & 0xf0) >> 4);

        buff[2] = jam & 0xf;

        buff[3] = ((jam & 0xf0) >> 4);

        buff_dsp[0] = bcd2seg(buff[0]);

        buff_dsp[1] = bcd2seg(buff[1]);

        buff_dsp[2] = bcd2seg(buff[2]);

        buff_dsp[3] = bcd2seg(buff[3]);

if (flag_blink)        buff_dsp[2] &= 0x7f; //memanfaatkan titik pada seven segment ke 3 untuk dijadikan detik.

}

Port-port di atur dengan nilai seperti berikut:

PORTA=0xFF;

DDRA=0xFF;  //output

PORTB=0x00;

DDRB=0x00;

PORTC=0x1F;

DDRC=0xFF;//output

PORTD=0x00;

DDRD=0x00;

loading...